Guía Biología Celular y Molecular 2008
La célula 1) Haga un cuadro comparativo de las características de las células procariotas y eucariotas 2) Defina que son y que función cumplen en las células: citosol, mitocondria, núcleo, cloroplasto, lisosomas, cromosomas, aparato de Golgi, peroxisomas, membrana plasmática, retículo endoplasmático y citoesqueleto 3) Qué tipos de lípidos forman las membranas plasmáticas? Qué es una molécula anfipática? 4) Qué proteínas se extraen de la membrana plasmática por tratamiento con: a) soluciones salinas b) detergente c) tripsina sobre la célula intacta d) tripsina sobre preparaciones de membrana 5) Defina: energía, metabolismo, catabolismo, anabolismo, reacción endergónica, reacción exergónica, oxidación y reducción. 6) En que compartimientos celulares ocurre: a) glucólisis b) ciclo de Krebs c) cadena respiratoria d) fotosíntesis 7) Dibuje un corte de una mitocondria típica. Señale y de nombre a todas sus partes y compartimientos. En el dibujo ubique: a) protones acumulados por el bombeo de la cadena respiratoria b) ATPasa c) síntesis de ATP d) NADH+H + 8) Dibuje un corte de un cloroplasto típico. Señale y de nombre a todas sus partes y compartimientos. En el dibujo ubique: a) protones acumulados por el bombeo de la cadena fotosintética b) ATPasa c) fotosistemas y cadena de transporte electrónico d) clorofila e) síntesis de ATP f) enzimas del ciclo de Calvin-Benson g) liberación de O 2 9) Cuántos ATP y NADH+H + se producen por cada molécula de glucosa en la glucólisis, en la fermentación láctica, en la ferementación alcohólica y en el ciclo de Krebs? 10) Qué ocurre en el ciclo de Krebs, la cadena respiratoria y la fosforilación oxidativa en presencia de: a) cianuro (inhibe a la Citocromo c oxidasa) b) dinitrofenol (desacoplante) 11) Qué papel cumple el O 2 en la respiración aeróbica? y el agua en la fotosíntesis? 12) Señale verdadero o Falso. Justifique
a) la fermentación no aporta más energía a la célula que la glucólisis. b) la conversión de piruvato a Acetil CoA libera CO 2. c) Los H + se acumulan en el espacio entre las 2 membranas mitocondriales, d) El NADPH+H + no es un producto primario de la fotosíntesis, e) Los productos primarios de la fotosíntesis son utilizados en el citoplasma de la célula vegetal para reducir CO 2 en azúcares. f) El NADH+H + producido en la glucólisis se acumula hasta que se agota el NAD + (oxidado) y la glucólisis se frena. Estructura del DNA 1) a) En la figura señale, englobando con un trazo continuo, lo siguiente: un nucleótido un nucleósido una base púrica una base pirimídica un puente de hidrógeno una unión fosfodiéster un extremo 3' un extremo 5' una desoxirribosa b) Qué peso molecular promedio tiene un DNA de cadena doble de 150 pares de bases de longitud? 2) Dadas las siguientes moléculas de ácidos nucleicos de cadena doble: a) AAGTTCTCTGAA b) GTCGTCAATGCA c) GGACCTCTCAGG TTCAAGAGACTT CAGCAGTTACGT CCTGGAGAGTCC
Señale V o F: i) Ninguna de las tres moléculas puede ser degradada por una RNasa. ii) Las tres moléculas tienen igual temperatura de fusión (Tm) porque tienen la misma longitud. iii) Las 3 tienen igual Tm porque [T]/[A] = 1 y [G]/[C] = 1 (Reglas de Chargaff) iv) Las dos hebras de cada una de ellas son antiparalelas. v) Tm a > Tm b > Tm c vi) Tm b > Tm a > Tm c vii) Tm c > Tm b > Tm a viii) Tm a > Tm c > Tm b Justifique. 3) Explique el siguiente gráfico, obtenido midiendo la absorbancia(a) de luz UV de dos muestras de DNA sometidas cada una a calentamiento gradual: a) A qué corresponden TI y TII? b) A qué corresponden Aa y Ab? c) Qué diferencia existe entre el DNA de la Curva I y el de la Curva II? d) Cómo haría el experimento para determinar la TI y la TII?
Duplicación del DNA y PCR 1) Qué consecuencias tendría para una bacteria la pérdida, por mutación, de la actividad nucleasa de 3' a 5' de la DNA polimerasa III? Justifique. 2) En un tubo de ensayo se agregan los siguientes componentes para la síntesis de DNA in vitro: - DNA molde: DNA circular de cadena simple (7,3 kb) (ver figura) - Cebador o "primer" (ver figura) - datp (desoxiadenosina trifosfato) - dgtp (desoxiguanosina trifosfato) - dctp (desoxicitidina trifosfato) - dttp (desoxitimidina trifosfato) - Buffer conteniendo Mg2+ - DNA polimerasa I purificada a) Qué producto de reacción se obtiene? b) Qué productos se obtendrán si al final de la reacción de la DNA polimerasa I se agrega la enzima de restricción* EcoR I? c) Y si se agregan EcoR I y BamH I juntas? d) Por qué no es necesario añadir primasa, helicasa o DNA girasa para que se produzca la síntesis de DNA in vitro como la descripta arriba? *Las enzimas de restricción cortan secuencias específicas de DNA de cadena doble. Salvo unas pocas, entre las que no se encuentran ni EcoR I ni BamH I, no cortan DNA de cadena simple. 3) Se quiere determinar la presencia de secuencias correspondientes al genoma del virus del SIDA insertado en el DNA de linfocitos T de un paciente. Los linfocitos son un tipo de células de la sangre pertenecientes al conjunto de los glóbulos blancos. En un tubo de ensayo se agregaron los siguientes componentes para una reacción de amplificación de DNA por PCR (reacción en cadena de la polimerasa) - DNA molde: DNA total obtenido de linfocitos de un paciente que tiene anticuerpos anti-retrovirus HIV circulantes en sangre. - "primer" a, de 20 nucleótidos, cuya secuencia es complementaria de la hebra de abajo del molde en la región a -"primer" b, de 22 nucleótidos, cuya secuencia es complementaria de la hebra de arriba del molde en la región b - dntps (los cuatro desoxinucleósidos trifosfato) - Buffer conteniendo magnesio. - Taq polimerasa (DNA polimerasa de Thermus aquaticus)
Se realizan 30 ciclos de amplificación en un termociclador automático computarizado. Cada ciclo consiste en: 1. Desnaturalización: 30 seg a 94 C 2. Apareamiento: 60 seg a 42 C 3. Extensión: 30 seg a 72 C Preguntas: a. Cuál es la longitud (en pares de bases) del producto de la PCR? b. Cuál es el peso molecular del producto de la PCR? c. Cuál es la masa aproximada de producto obtenida al cabo de 30 ciclos, si se partió de un material conteniendo 10 moléculas de molde (genoma viral)? Considere que el nº de moléculas de producto puede calcularse aproximadamente como x.2n, donde x = nº de moléculas de molde y n = nº de ciclos. d. Cuál sería el producto de PCR si se omitiera: i. Uno de los "primers" ii. Los dos "primers" iii. El DNA molde? e. Cuál sería el producto de PCR si se reemplazara: i. El DNA molde por DNA obtenido a partir de células de raíz capilar del mismo individuo ii. Ácido nucleico del virus HIV purificado iii. El "primer" a por otro de 20 nucleótidos, pero de secuencia complementaria a la hebra de arriba de la región a
Transcripción y splicing 1) Cuáles de las siguientes preparaciones llevan secuencias de intrones? 1. DNA cromosómico humano 2. DNA cromosómico de ombú 3. DNA cromosómico del protozoo Trypanosoma cruzi 4. DNA cromosómico de Escherichia coli 5. RNAs mensajeros citoplasmáticos humanos 6. RNAs nucleares precursores del mrna (transcriptos primarios) de ratón 7. Un banco de cdna (cdna library ) de trigo 8. Un banco de genes (genoteca o gene library ) de trigo 9. RNA ribosómico maduro de cucaracha. 10. RNA de transferencia (maduro) de chimpancé 11. DNA de mitocondrias de mamíferos 12. DNA de mitocondrias de levaduras 13. DNA de cloroplastos de girasol 2) El splicing es una reacción enzimática por la cual se eliminan los intrones del RNA transcripto primario y los exones son unidos entre sí para formar el RNA maduro. Se ha descripto splicing en transcriptos primarios tanto de RNAs mensajeros (el más común) como de RNAs ribosomales y de transferencia (menos frecuentes). Las reacciones de splicing pueden ser reproducidas "in vitro", es decir, en un tubo de ensayo si se colocan en el mismo los sustratos adecuados y las enzimas o complejos enzimáticos correspondientes. Se estudiaron "in vitro" dos tipos distintos de reacciones de splicing: I. Splicing de un transcripto primario de RNA mensajero. II. Splicing de un transcripto primario de RNA ribosomal. Cada uno de los transcriptos primarios marcados radioactivamente fue incubado en presencia o en ausencia de una preparación de spliceosomas purificados. A distintos tiempos (de 0 a 2 hs de incubación) se tomaron muestras y se las sembró en calles de un gel de poliacrilamida donde, luego de la electroforesis, se observan bandas radioactivas correspondientes a los sustratos, intermediarios y productos de las reacciones. La posición de cada uno de estos está representada por diagramas, donde los rectángulos son exones y las líneas, intrones. I. Splicing de un transcripto primario de RNA mensajero.
Preguntas (justifique TODAS sus respuestas) a. Identifique sustrato, producto/s y molécula/s intermediaria/s de la reacción e interprete la variación con el paso del tiempo de las intensidades de cada banda en el panel de la izquierda. b. Por qué el patrón de bandas del panel de la derecha es diferente? II. Splicing de un transcripto primario de RNA ribosomal. Preguntas: c. Identifique sustrato, producto/s e intermediario/s de la reacción e interprete la variación con el paso del tiempo de las intensidades de cada banda en el panel de la izquierda. d. Dado que los patrones de bandas son idénticos en ambos paneles, es decir en presencia o en ausencia de spliceosomas, qué puede Ud. concluir sobre el mecanismo del splicing de este RNA ribosomal comparativamente con el del RNA mensajero? e. Cuál podría ser la causa de que la cantidad de la forma varíe con el tiempo de incubación de manera diferente de la cantidad de la forma? 3) Un cultivo de células de embrión de pollo (cultivo normal) produce grandes cantidades de la proteína X. Cuando estas células en cultivo son infectadas con el virus de sarcoma (cultivo infectado) las células no mueren, pero en ellas ya no se detecta actividad biológica de la proteína X. Por otra parte, existe un tipo de células de embrión de pollo que no presenta actividad biológica de la proteína X en ninguna condición (cultivo mutante). Se dispone de un clon de cdna de la proteína X y de anticuerpos anti-proteína X (que reconocen a la proteína X tanto nativa como desnaturalizada). Estos reactivos son utilizados como sondas en los siguientes experimentos de Southern, Northern y Western:
El Western se realizó en un gel con SDS y mercaptoetanol. Complete los lugares donde haya puntos suspensivos y responda cada pregunta: a) Sabiendo que el clon de cdna usado como sonda no posee sitios para la enzima PvuII y que existe un solo gen para la proteína (2 alelos) por genoma, qué indica la presencia de 3 bandas de hibridación en los carriles a y b del experimento de Southern? b) A qué nivel está afectada la actividad de la proteína X en el cultivo infectado? c) Y en el cultivo mutante? d) Qué conclusiones le sugiere la existencia de 2 bandas de hibridación en los carriles A y B del experimento de Northern? e) El mrna más largo de la proteína X es de 6 kb. Este mrna daría una proteína de aproximadamente... aminoácidos. El peso promedio de cada residuo aminoacídico es 110 Daltons, por lo tanto el polipéptido más grande de la proteína X debería pesar... Daltons. Cómo se explica que la banda más grande en el Western presente un PM aparente mayor (300.000 Daltons)? Nota: El mercaptoetanol es un reductor tiólico que reduce los puentes disufuro. 4) El gen Bdf codifica para la proteína BDF, un factor de transcripción que controla la transcripción de diversos genes involucrados en la diferenciación del tejido óseo en los vertebrados. La figura 1 muestra que la transcripción del gen Bdf es "despertada" por la unión de otro factor de transcripción, la proteína BAF, a un enhancer que está presente en la región promotora del gen Bdf. El transcripto
primario del gen Bdf puede ser procesado por "splicing " alternativo generando 2 mrnas distintos, uno con y otro sin el exón 3. Nunca los dos tipos de mrnas se dan simultáneamente en el mismo tipo celular o tejido. Uno de los dos mrnas da polipéptidos de BDF activos y el otro no. La inclusión del exón 3 en el mrna es provocada por la unión específica de la proteína SF2 (factor de splicing alternativo) a una secuencia de 9 bases presente en el exón 3 del transcripto primario. Preguntas 1. Ubique la señal y el sitio de clivaje y poliadenilación, y la TATA box en las regiones que corresponda en los esquemas del gen, del transcripto primario y de los mrnas de la figura 1. 2. Defina secuencia palindrómica. Cuáles de los elementos nombrados en el gen Bdf en la figura 1 generalmente corresponden a secuencias palindrómicas? 3. Cuántas bandas de hibridación y de qué tamaño en pares de bases (pb) se observaría en un Southern de DNA genómico humano digerido simultáneamente con las enzimas de restricción BamHI y HindIII, en dos experimentos distintos: uno
hibridado con una sonda correspondiente al exón 2 y otro hibridado con una sonda correspondiente al exón 4? Si lo considera necesario ayúdese con esquemas. Se analizó la expresión del gen Bdf en 3 tejidos humanos (sangre, hueso e hígado) mediante las técnicas de Northern y Western (figura 2). En el Northern, RNAs de los 3 tejidos mencionados fueron corridos en 3 calles separadas en geles de agarosa, transferidos e hibridados con una sonda correspondiente al exón 2. En el Western, proteínas de los 3 tejidos mencionados fueron corridas en geles de poliacrilamida con SDS, sin y con pre-tratamiento con ßmercaptoetanol (ß-MSH), transferidas y reveladas por un anticuerpo contra la porción de la proteína BDF codificada por el exón 2. Preguntas (justifique TODAS las respuestas) 4. Asigne los tamaños en bases a las bandas de mrnas a y b del Northern. 5. Calcule y asigne los pesos moleculares en Daltons a las bandas b y c del Western. El PM de la banda a es de aproximadamente 42 kda. PM de un aminoácido = 110 Da. 6. Para cuál de los 3 dominios característicos de los factores de transcripción (unión al DNA, dimerización y transactivación) codifica el exón 3? Cuál es la estructura cuaternaria de BDF? 7. En cuál/es de los 3 tejidos analizados será activo el factor de transcripción BDF? 8. Teniendo en cuenta que la velocidad de degradación de los mrnas de BDF es igual en todos los tejidos, en cuál/es de los 3 tejidos analizados esperaría Ud. que se exprese la proteína BAF?
9. En cuál/es de los 3 tejidos analizados se expresa la proteína SF2? 5) En las plantas superiores la luz controla la expresión de muchos genes involucrados en procesos importantes como el crecimiento, la formación de flores y frutos. La molécula encargada de transferir la señal luminosa a estos efectos biológicos es una holoproteína llamada fitocromo. El fitocromo está constituido por una porción proteica (apofitocromo, de 240.000 Daltons de peso molecular nativo) unido a un grupo prostético no proteico (tetrapirrol) de bajo peso molecular. Existen dos formas del fitocromo, una llamada Pfr y otra llamada Pr. La conformación del apofitocromo es idéntica en las dos formas. Lo que las distingue es una distinta conformación del grupo prostético. La secuencia aminoacídica del apofitocromo no presenta motivos tipo cierre de leucinas, dedos de zinc o hélicevuelta-hélice. En la oscuridad, las moléculas de fitocromo se encuentran como Pr. Si se iluminan las plantas con luz roja, ésta es absorbida por el grupo prostético, el cual cambia de conformación y el fitocromo se vuelve Pfr. Pregunta 1: Conociendo el PM nativo del apofitocromo (enunciado) y sabiendo que el mrna de apofitocromo es de 4000 bases, que sus región 5 no codificante es de 50 bases y que su región 3 no codificante son 350 bases (incluyendo al codón stop ), cuál es la estructura cuaternaria del apofitocromo? Para facilitar los cálculos considere el PM de 1 aminoácido = 100 Daltons. Con el fin de averiguar cuál es el mecanismo por el cual el fitocromo controla la expresión de los genes vegetales se hicieron los siguientes experimentos: Pregunta 2: a. Qué le indica el experimento 1 respecto de la localización del fitocromo y la influencia de la luz?
b. Para qué se hizo el experimento control con cicloheximida? c. Dibuje los resultados que habría obtenido en oscuridad y en luz roja si en lugar de usar anticuerpos contra al apofitocromo hubiera usado anticuerpos que reconocen al grupo prostético sólo en la conformación en que se encuentra en el Pfr. Al someter a un extracto de proteínas nucleares vegetales a una cromatografía de afinidad en columna de fitocromo puro unido covalentemente a agarosa, ninguna proteína del extracto queda retenida en la columna si esta se hace en oscuridad. En cambio, si la columna es pre-irradiada con luz roja, una proteína llamada PIF queda específicamante retenida y así se la puede purificar. Pregunta 3: Qué conclusiones saca de este experimento? Se comprobó que la proteína PIF es capaz de unirse al enhancer (DNA doble cadena) 5 CACGTG3. Buscando genes que tuvieran este enhancer en su región promotora se encontró al gen que codifica para una proteína llamada MYB. MYB es una proteína dimérica cuyos polipéptidos tienen un motivo estructural tipo hélice-vuelta hélice. La figura muestra un esquema del gen que codifica para MYB. Nota: La A del ATG es justo la primer base del exón 3. Pregunta 3: Qué función tendrá la proteína MYB? Pregunta 4: Cómo afectarían a la expresión del gen MYB, a nivel del mrna y sus proteína, las siguientes mutaciones: a. Inserción de una base en el exón 2. b. Inserción de una base en la posición inmediatamente río abajo del ATG. c. Inserción de una base entre el TGA y la señal de poliadenilación.
Pregunta 5: Dado que la secuencia CACGTG del promotor del gen MYB es un palíndromo de 6 bases, por qué este promotor no es destruido por una enzima de restricción en la planta in vivo? Pregunta 6: Por qué la estructura del gen MYB revela que es incorrecta la definición de exón como la porción del gen que se expresa en proteína? Cuál es la definición más adecuada de exón? Responda en no más de 4 renglones. Se realizaron Northerns de RNA de una planta normal (I) y 3 plantas mutantes (II, III y IV), previamente sometidas a oscuridad o a luz roja. En la hibridación se usó una mezcla de sondas para los mrnas de MYB y de la proteína de expresión constitutiva actina. La mutante II es homocigota para un codón stop prematuro en el gen de PIF. La información para las mutantes III y IV se traspapeló, pero se sabe que una es una mutante homocigota que sólo fabrica la conformación Pfr del fitocromo (no puede cambiar a Pr), mientras la otra es una mutante homocigota para una deleción de la TATA box del gen MYB. Pregunta 7: a. Interprete los Northerns I y II del experimento 4 Por qué dan distinto? b. Qué le indica la banda de hibridación de actina? c. Identifique a cuál mutante corresponde cada uno de los Northerns III y IV. Justifique.
d. Dibuje los Northerns que obtendría con la planta normal y las 3 mutantes si usara una sonda que reconociera al mrna de la proteína PIF, sabiendo que PIF se expresa en todos los tejidos de la planta y siempre de manera no regulada por la luz.. Pregunta 8: a. Cuál de los dos modelos de abajo (A o B) es compatible con los resultados de los experimentos de arriba? No lo justifique. b. Respecto del OTRO modelo (el que Ud. consideró incorrecto) justifique y describa TODOS los aspectos que son incompatibles con los resultados descriptos.
Síntesis de Proteínas y código genético
PROBLEMAS 1) De arriba hacia abajo la figura muestra 3 etapas consecutivas de la elongación de la traducción en los ribosomas. a) Identifique en los dibujos lo siguiente: extremos 5' y 3' del mrna, extremo NH2- terminal del polipéptido naciente, extremos 5' y 3' de cada anticodón, sitios "A", "P" y "E" del ribosoma, uniones peptídicas, uniones covalentes no peptídicas, puentes de hidrógeno. b) Sabiendo que los círculos negro, rayado, punteado y gris representan respectivamente a los aminoácidos metionina, triptofano, fenilalanina y ácido aspártico asigne las bases que pueda al mrna y a los anticodones. c) En qué etapa actúa la peptidil transferasa?
2) Una mutación puntual (C que cambia a G) en un gen bacteriano produce la aparición de un codón stop UAG en la mitad de su mensajero, lo cual provoca la pérdida de la capacidad de usar ácidos grasos como fuente de alimento. a) Cuál es el aa codificado por el codón alterado? (utilice el código genético) Una segunda mutación en un gen que codifica para un RNA de transferencia provoca la alteración de su anticodón de manera tal que se aparea con el codón stop UAG, incorporando el aminoácido tirosina en esa posición. Tal mutación suprime los efectos de la primera mutación, restaurando a las bacterias su capacidad de alimentarse de ácidos grasos. b) Qué cambio de base es el que determina la segunda mutación? c) Qué mecanismos garantizan: - que se incorpore tirosina en las posiciones correctas de esa y otras proteínas? - la terminación de la traducción de aquellos mensajeros cuyo codón stop natural es UAG? d) Discuta las consecuencias fisiológicas que puede ocasionar a la bacteria la adquisición de esta nueva mutación supresora. 3) La región codificante del gen de la Taq polimerasa (DNA polimerasa de la bacteria Thermus aquaticus) comienza con la siguiente secuencia de nucleótidos como se muestra en el esquema: PREGUNTAS a) La Taq polimerasa tiene en total...aminoácidos, de los cuales los 300 primeros del extremo NH2 son responsables de la actividad exonucleasa de 5 a 3 ; mientras que en el extremo COOH reside la actividad de polimerasa. Se sabe que además de la proteína completa de...kda, T. aquaticus sintetiza a partir del mismo mrna una proteína de 65,5 kda, con plena actividad de DNA polimerasa y sin actividad 5 a 3 exonucleasa, como consecuencia de la iniciación en un codón interno para metionina. Dato: PM promedio para un aminoácido = 110 Da. b) Cuál sería el efecto sobre la síntesis de la proteína completa y sobre la corta de una inserción de una A a la derecha de la T resaltada en negrita en la figura? En su respuesta debe indicar cuáles actividades (exonucleasa, polimerasa o ambas) esperaría encontrar.
c) Comparando las secuencias aminoacídicas de las DNA polimerasas de T. aquaticus y E. coli, se observa que hay un 38% de identidad de secuencia. Sin embargo las secuencias nucleotídicas de los genes correspondientes no guardan casi homología entre sí. Dé una explicación para este hecho en base al código genético. d) Thermus aquaticus tiene en sus ácidos nucleicos un contenido de G+C más elevado que E. coli. Cuál puede ser la ventaja de este hecho para T. aquaticus? e) El gen de la Taq polimerasa tiene 76 codones para arginina distribuidos así: 4) Se aisló un antibiótico llamado edeína a partir de un cultivo bacteriano. La edeína inhibe la síntesis de proteínas, pero no tiene efecto sobre la síntesis de DNA (duplicación), ni sobre la de RNA (transcripción). Cuando se agrega a un sistema de síntesis de proteínas in vitro (lisado de reticulocitos), la edeína detiene la síntesis luego de un corto período de retardo (lag) (ver figura), a diferencia de la cicloheximida, que detiene la síntesis proteica inmediatamente. Un análisis de la mezcla de traducción in vitro muestra que luego de 5 minutos de tratamiento con edeína no quedan prácticamente polirribosomas y todo el RNAm aparece unido a subunidades ribosomales pequeñas (40S). a) Qué etapa de la síntesis proteica es inhibida por la edeína? b) Por qué hay un retardo (lag) en el efecto inhibitorio de la edeína? c) Esperaría Ud. que los polirribosomas desaparecieran al agregar cicloheximida? Proteínas sintetizadas
5) La ciclosporina A, producida por un hongo, es un polipéptido de poderosa acción inmunosupresora. Es utilizado para prevenir el rechazo de injertos de riñón o hígado. La incubación de linfocitos T con ciclosporina A marcada radioactivamente resulta en la inmediata acumulación de la droga en el citosol (citoplasma). Nunca se detecta la droga marcada asociada a la membrana plasmática. La ciclosporina A marcada del citosol se encuentra unida a un receptor de 17000 Daltons de peso molecular. Una vez unida a su receptor, la ciclosporina A inhibe la aparición de la proteína interleuquina 2 (IL-2) en cultivos de linfocitos T. Este efecto podría deberse a uno o más de los siguientes fenómenos in vivo: Inhibición de la transcripción del gen de la IL-2. Estimulación de la degradación del mrna de la IL-2. Inhibición de la traducción del mrna de la IL-2. Destrucción de la IL-2 secretada. Aumento de la rapidez de utilización de IL-2 secretada. Para determinar cuáles de estas variantes podrían ser correctas, se hizo una preparación de todos los RNAs poliadenilados de dos cultivos de linfocitos T, uno tratado y otro no tratado previamente con ciclosporina A. Cada una de las dos preparaciones de RNA poliadenilado fue ensayada en un sistema de traducción in vitro y se midió (por medio de anticuerpos específicos y electroforesis en geles) la cantidad de IL-2 fabricada: Preguntas: a) A cuáles de los cinco niveles mencionados más arriba podría actuar la ciclosporina? b) Qué objeto tiene medir en paralelo la cantidad de actina sintetizada? 5) Streptococcus pneumoniae, o neumococo, es una bacteria que infecta las vías respiratorias de los humanos y es difícil de atacar con los antibióticos tradicionales
porque suelen aparecer cepas bacterianas resistentes a ellos. Por eso se están usando nuevos antibióticos más efectivos, como la evernimicina. El neumococo es normalmente sensible a este antibiótico, aunque esporádicamente aparecen cepas resistentes. Para aislar el gen de la resistencia se hicieron los siguientes experimentos: Se sembraron ordenadamente y por duplicado bacterias provenientes de pacientes no tratados con evernimicina en dos placas de Petri, una conteniendo evernimicina y la otra no. Ambas placas se incubaron a 37ºC para que crezcan las colonias. La Figura muestra lo observado al día siguiente: (Las manchas negras son colonias bacterianas) Se tomó la única colonia hallada en la placa 2. Se extrajo el DNA cromosómico, el cual fue digerido con una enzima de restricción para generar fragmentos de 10 kpb de longitud. Estos fueron ligados a un vector plasmídico y usados para transformar neumococos sensibles. Este vector no contiene ningún gen de resistencia a antibióticos en su secuencia. En el banco de genes (genoteca o biblioteca genómica) así obtenido se observaron unas pocas colonias resistentes a evernimicina, es decir, se logró en ellas un cambio del fenotipo. A partir de una colonia de estas bacterias resistentes se purificó el inserto del plásmido que contenían y al secuenciarlo se comprobó que correspondía al gen del RNA 23 S de S. pneumoniae, pero que éste mostraba una mutación: en lugar de una C (presente en el gen de las sensibles) las resistentes mostraban una T. Se diseñaron dos pares de oligonucleótidos primers para PCR: Par I: capaz de amplificar al gen que tiene lat pero no la C Par II: capaz de amplificar al gen que tiene la C pero no la T
Preguntas (justifique todas sus respuestas) 1. Cuál pudo ser la causa de la aparición de las bacterias resistentes de la figura? Qué maquinaria enzimática se equivocó? 2. Por qué se hallaron muy pocas colonias resistentes a evernimicina en los experimentos de transformación? 3. Por qué en este caso no fue necesario que el vector tuviera un promotor para lograr un fenotipo resistente a evernimicina en la transformación? 4. El cambio C a T en el gen de RNA de 23S de la única colonia de la placa 2 surgió como consecuencia de la presencia de la evernimicina o era pre-existente? Con qué par de primers (I o II) se obtendría producto de PCR a partir de DNA de las siguientes colonias: Placa 1: posiciones B3 y A5 Placa 2: única colonia (posición A5) 5. A qué macromolécula se une la evernimicina y qué actividad enzimática inhibe en las bacterias sensibles?